含有磺酸催化劑的組合物以及制備和使用所述組合物的方法
【專利摘要】一種組合物能夠經(jīng)由縮合反應固化。所述組合物使用磺酸縮合反應催化劑。所述磺酸縮合反應催化劑用于替代常規(guī)的錫催化劑。所述組合物可發(fā)生反應而形成樹膠、凝膠或橡膠。
【專利說明】含有磺酸催化劑的組合物以及制備和使用所述組合物的方法
[0001]相關專利申請的交叉引用和關于聯(lián)邦政府基金資助研究的聲明
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C.§ 119(e)要求2011年3月31日提交的美國臨時專利申請N0.61/469844的權益。特此將美國臨時專利申請N0.61/469844以引用的方式并入。
【技術領域】
[0003]縮合反應固化性組合物含有磺酸催化劑。該組合物可在無常規(guī)的催化劑(例如有機錫催化劑)的存在下發(fā)生固化。
【背景技術】
[0004]錫化合物可作為催化劑用于許多聚有機硅氧烷組合物的縮合固化，這些組合物包括粘結(jié)劑、密封劑、低滲透性產(chǎn)品(例如可用于絕緣玻璃應用的那些產(chǎn)品)、涂料和有機硅彈性體膠乳。
[0005]用于縮合反應催化的有機錫化合物是錫的化合價是+4或+2的那些化合物，即錫(IV)化合物或錫(II)化合物。錫(IV)化合物的例子包括羧酸錫鹽，例如二月桂酸二丁錫(DBTDL)、二月桂酸二甲基錫、雙酮二 (正丁基)錫(d1-(n-butyl) tin bis-ketonate)、二乙酸二丁基錫、馬來酸二 丁錫、二乙酰丙酮酸二丁基錫、二丁基二甲氧基錫、三辛二酸甲氧擬基苯基錫(carbomethoxyphenyl tin tris-uberate)、二辛酸二丁基錫、二甲酸二丁基錫、三臘酸異丁基錫(isobutyl tin triceroate)、二丁酸二甲基錫、二新癸酸二甲基錫(DMDTN)、二新癸酸二丁基錫、酒石酸三乙基錫、二苯甲酸二丁基錫、三-2-乙基己酸丁基錫、二乙酸二辛基錫、辛酸錫、二辛酸二丁基錫、油酸錫、丁酸錫、環(huán)烷酸錫、二甲基二氯化錫、它們的組合和/或它們的部分水解產(chǎn)物。錫(IV)化合物是本領域已知的并且可商購獲
得，例如Metatinflfc 740和Faseat+K 4202，來自歐洲瑞士的阿西馬特殊化學品公司(AcimaSpecialty Chemicals, Switzerland, Europe)，該公司是陶氏化學公司(Dow ChemicalCompany)的業(yè)務部門。錫(II)化合物的例子包括有機羧酸錫(II)鹽，例如二乙酸錫(II)、二辛酸錫(II)、二乙基己酸錫(II)、二月桂酸錫(II);羧酸亞錫鹽，例如辛酸亞錫、油酸亞錫、乙酸亞錫、月桂酸亞錫、硬脂酸亞錫、環(huán)烷酸亞錫、己酸亞錫、丁二酸亞錫、辛酸亞錫以及它們的組合。
[0006]REACH (Registration, Evaluation, Authorization and Restriction ofChemical (化學品的注冊、評估、授權和限制))是歐盟(European Union)旨在幫助保護人類健康和環(huán)境以及通過化學工業(yè)提高能力和競爭力的法規(guī)。由于該法規(guī)，許多縮合反應固化性聚有機硅氧烷產(chǎn)品(例如密封劑和涂料)中使用的錫基催化劑將被逐步淘汰。因此，工業(yè)上需要替代縮合反應固化性組合物中常規(guī)的錫催化劑。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]一種組合物包含:
[0008](A)磺酸縮合反應催化劑，和
[0009](B)基礎聚合物。
[0010]成分(A)能夠催化該組合物的縮合反應。
【具體實施方式】
[0011]術語的定義和用法
[0012]除非另外指明，否則所有數(shù)量、比率和百分比均按重量計。除非本說明書的上下文另外指明，否則冠詞“一個”、“一種”和“所述”各指一個(一種)或多個(多種)。范圍的公開內(nèi)容包括范圍本身以及其中所包含的任何值以及端點。例如，范圍2.0至4.0的公開內(nèi)容不僅包括范圍2.0至4.0,而且還單獨地包括2.1、2.3,3.4,3.5和4.0以及該范圍中所包含的任何其他數(shù)字。此外，例如2.0至4.0的范圍的公開內(nèi)容包括子集例如2.1至3.5,2.3至3.4、2.6至3.7以及3.8至4.0以及該范圍中所包含的任何其他子集。類似地，馬庫什群組(Markush group)的公開內(nèi)容包括整個群組以及任何單獨成員及其中所包含的子群。例如，馬庫什群組氫原子、烷基、芳基、芳烷基或烷芳基的公開內(nèi)容包括單獨的成員烷基；烷基和芳基子群；以及其中所包含的任何其他單獨成員和子群。
[0013]“不含”意指組合 物含有的成分的量無法檢出，或者組合物含有的成分的量不足以相較于省去該成分的相同組合物改變通過參考實例2中的方法所測得的不沾時間(tackfree time)。例如，本文所述的組合物可以不含錫催化劑?！安缓a催化劑”意指組合物含有的能夠催化與該組合物中其他成分上的可水解基團的縮合反應的錫催化劑的量無法檢出，或者該組合物含有的錫催化劑的量不足以相較于省去該錫催化劑的相同組合物改變通過參考實例2中的方法所測得的不沾時間。所述組合物可以不含鈦催化劑?！安缓伌呋瘎币庵附M合物含有的能夠催化與該組合物中其他成分上的可水解基團的縮合反應的鈦催化劑的量無法檢出，或者組合物含有的鈦催化劑的量不足以相較于省去該鈦催化劑的相同組合物改變通過參考實例2中的方法所測得的不沾時間。或者，本文所述的組合物可以不含金屬縮合反應催化劑?！安缓饘倏s合反應催化劑”意指組合物含有的能夠催化縮合反應的周期表第3a族、第4a族、第5a族或第4b族金屬的化合物(例如Al、B1、Sn、Ti和/或Zr的化合物)的量無法檢出；或者這樣的金屬縮合反應催化劑的量不足以相較于省去該金屬縮合反應催化劑的相同組合物改變通過參考實例2中的方法所測得的不沾時間。
[0014]“非功能”意指例如聚有機硅氧烷的成分不參與縮合反應。
[0015]這些縮寫如下定義?？s寫“cP”是指厘泊?！癉P”是指聚合物的聚合度?！癋TIR”是指傅里葉變換紅外分光光度測定法?！癎PC”是指凝膠滲透色譜法?！癕n”是指聚合物的數(shù)均分子量。Mn可以使用GPC來測量。“Mw”是指聚合物的重均分子量。“NMR”是指核磁共振。
[0016]鉬合物
[0017]一種能夠通過縮合反應來發(fā)生反應的組合物(簡稱組合物)包含:
[0018](A)磺酸縮合反應催化劑，和
[0019](B)平均每分子具有一個或多個可水解取代基的基礎聚合物。所述組合物可任選還包含一種或多種其他成分。所述一種或多種其他成分可以有別于成分(A)和成分(B)。適合的其他成分的例子有:(C)交聯(lián)劑；⑶干燥劑；(E)增充劑、增塑劑或它們的組合；(F)填料；(G)填料處理劑；⑶殺生物劑；(J)阻燃劑；⑷表面改性劑；(L)增鏈劑；(M)封端劑；(N)非反應性粘合劑；(O)抗老化添加劑；⑵釋水劑；(Q)顏料；(R)流變添加劑；⑶溶劑；(T)增粘劑；以及它們的組合。
[0020]成分(A)磺酸縮合反應催化劑
[0021]成分(A)是磺酸縮合反應催化劑。成分(A)包含一種或多種磺酸。成分(A)可以包含烷基磺酸。所述烷基磺酸可具有通式(i):
[0022]
【權利要求】
1.一種組合物，包含: (A)磺酸縮合反應催化劑，和 (B)平均每分子具有一個或多個可水解取代基的基礎聚合物， 其中所述組合物能夠經(jīng)由縮合反應發(fā)生反應。
2.根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中所述磺酸縮合反應催化劑包含混合的烷基磺酸和芳基磺酸。
3.根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中所述磺酸縮合反應催化劑包含脂族取代的多芳族二磺酸。
4.根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中所述磺酸縮合反應催化劑包含選自NaeurceXC-178、Nacur/ xc-210、Nacure* XC-207以及它們的組合的組的組的催化劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的組合物，還包含:(C)具有通式R8kSi(R9) (4_k)的硅烷交聯(lián)劑，其中每個R8獨立地為具有I至7個碳原子的單價烴基，例如烷基；每個R9獨立地選自鹵素原子、乙酰氨基、酰氧基、烷氧基、酰氨基、氨基、氨氧基、羥基、肟基、酮肟基或甲基乙酰氨基的組的組；并且k為0、1、2或3。
6.根據(jù)權利要求5所述的組合物，其中所述磺酸縮合反應催化劑包含脂族取代的多芳族磺酸催化劑。
7.根據(jù)權利要求6所述的組合物，其中所述脂族取代的多芳族磺酸催化劑還被限定為脂族取代的萘磺酸催化劑。`
8.根據(jù)權利要求5所述的組合物，其中每個R9是烷氧基。
9.根據(jù)權利要求8所述的組合物，其中所述硅烷交聯(lián)劑包含甲基三甲氧基硅烷。
10.根據(jù)權利要求8所述的組合物，其中所述磺酸縮合反應催化劑包含脂族取代的多芳族磺酸催化劑。
11.根據(jù)權利要求8所述的組合物，其中所述磺酸縮合反應催化劑選自Nacure-178、Nacure XC-207以及它們的組合的組的組，并且以所述組合物的總重量計，是以0.5至5重量％的量存在。
12.根據(jù)權利要求8所述的組合物，其中所述磺酸縮合反應催化劑選自NacureXC-210的組并且以所述組合物的總重量計，是以0.1至I重量％的量存在。
13.根據(jù)權利要求5所述的組合物，其中每個R9是乙酰氧基。
14.根據(jù)權利要求13所述的組合物，其中所述硅烷交聯(lián)劑包含甲基三乙酰氧基硅烷。
15.根據(jù)權利要求5所述的組合物，其中每個R9是肟基。
16.根據(jù)權利要求13-15中任一項所述的組合物，其中所述基礎聚合物具有聚有機硅氧烷主鏈。
17.根據(jù)權利要求16所述的組合物，其中所述基礎聚合物包含式(I)聚二有機硅氧燒:
18.根據(jù)權利要求17所述的組合物，其中每個R3獨立地為二價有機基團。
19.根據(jù)權利要求13-15中任一項所述的組合物，其中所述基礎聚合物具有有機主鏈，所述有機主鏈具有鍵合于硅原子的所述可水解取代基。
20.根據(jù)權利要求13-15中任一項所述的組合物，其中所述基礎聚合物具有有機硅有機共聚物主鏈。
21.根據(jù)權利要求1-15中任一項所述的組合物，其中所述基礎聚合物還被限定為選自MT樹脂、MQ樹脂以及它們的組合的組的組的有機硅樹脂。
22.根據(jù)權利要求19-21中任一項所述的組合物，其中所述可水解取代基含于式(ii)基團中:
23.根據(jù)權利要求1-22中任一項所述的組合物，還包含至少一種有別于成分(A)和成分(B)且選自如下的成分:(C)交聯(lián)劑；(D)干燥劑；(E)增充劑、增塑劑或它們的組合；(F)填料；(G)處理劑；⑶殺生物劑；(J)阻燃劑；⑷表面改性劑；(L)增鏈劑；(M)封端劑；(N)非反應性粘合劑；(O)抗老化添加劑；⑵釋水劑；(Q)顏料；(R)流變添加劑；⑶溶劑；(T)增粘劑；以及它們的組合。
24.一種制備根據(jù)權利要求1-22中任一項所述的組合物的方法，包括將包含成分(A)和成分(B)的成分進行混合。
25.根據(jù)權利要求24所述的方法，還包括添加至少一種有別于成分(A)和成分(B)且選自如下的成分:(C)交聯(lián)劑；⑶干燥劑；(E)增充劑、增塑劑或它們的組合；(F)填料；(G)填料處理劑；⑶殺生物劑；(J)阻燃劑；⑷表面改性劑；(L)增鏈劑；(M)封端劑；(N)非反應性粘合劑；(O)抗老化添加劑；⑵釋水劑；(Q)顏料；(R)流變添加劑；⑶溶劑；⑴增粘劑;以及它們的組合。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，當存在成分(C)時，所述組合物為多部分型組合物，并且成分(A)和成分(C)以單獨的部分儲存。
27.一種反應產(chǎn)物，所述反應產(chǎn)物是根據(jù)權利要求1-22中任一項所述的組合物的反應產(chǎn)物。
28.根據(jù)權利要求27所述的反應產(chǎn)物，其中所述反應產(chǎn)物具有選自樹膠、凝膠和橡膠的形式。
29.根據(jù)權利要求27所述的反應產(chǎn)物，其中所述基礎聚合物還被限定為選自MT樹脂、MQ樹脂以及它們的組合的組的組的有機硅樹脂并且其中所述反應產(chǎn)物被設置在基材上并抵抗從所述基材 剝離，如通過目測所測量的。
【文檔編號】C08L83/04GK103459506SQ201280015373
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月12日 優(yōu)先權日:2011年3月31日
【發(fā)明者】杰拉爾丁·杜蘭德, 托馬斯·伊斯頓, 維多利亞·詹姆斯, S·奧海爾, A·瑟格諾, R·泰勒 申請人:道康寧公司